材料力學(xué)10動(dòng)載荷課件

第十章動(dòng)載荷§10-1概述§10-2動(dòng)靜法的應(yīng)用§10-4桿件受沖擊時(shí)的應(yīng)力和變形實(shí)驗(yàn)證明，在動(dòng)載荷作用下，如構(gòu)件的應(yīng)力不超過比例極限，胡克定律仍然適用于動(dòng)載荷下應(yīng)力、應(yīng)變的計(jì)算，彈性模量與靜載下的數(shù)值相同。構(gòu)件中因動(dòng)載荷而引起的應(yīng)力稱為動(dòng)應(yīng)力。靜載荷：在動(dòng)載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)部各點(diǎn)均有加速度。目錄§10-1概述動(dòng)載荷：載荷由零緩慢增加至最終值，然后保持不變。載荷隨時(shí)間變化而變化或其本身不穩(wěn)定（包括大小、方向）。材料力學(xué)中按其作用方式不同將動(dòng)荷載分為三類:交變應(yīng)力問題(2)載荷以一定的速度施加于構(gòu)件上，或者構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)突然受阻。(1)構(gòu)件做變速運(yùn)動(dòng)。(應(yīng)力與變形的計(jì)算)慣性力問題(3)載荷或應(yīng)力隨時(shí)間呈周期性變化。沖擊問題下章介紹1.物體離開地面，靜止地由繩索吊掛繩子：目錄與第一個(gè)問題等價(jià)2.物體勻速地向上提升目錄或者說，按達(dá)朗伯爾原理（動(dòng)靜法）：質(zhì)點(diǎn)上所有外力同慣性力形成平衡力系。慣性力大小為ma，方向與加速度a相反按牛頓第二定律3.物體以加速度a向上提升繩子動(dòng)載應(yīng)力(動(dòng)載荷下應(yīng)力)為：動(dòng)應(yīng)力——?jiǎng)雍上禂?shù)其中強(qiáng)度條件為或由于在動(dòng)荷系數(shù)中已經(jīng)包含了動(dòng)載荷的影響，所以為靜載作用下的許用應(yīng)力。當(dāng)材料中的應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，荷載與變形成正比只要將靜載下的應(yīng)力，變形，乘以動(dòng)荷系數(shù)Kd即得動(dòng)載下的應(yīng)力與變形。如果以

表示動(dòng)變形，表示靜變形二、構(gòu)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力計(jì)算

薄壁圓環(huán)，平均直徑為D，橫截面面積為A，材料單位體積的重量為γ，以勻角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)。目錄均布壓強(qiáng)作用于半圓柱面，其合力等于半圓柱面在直徑平面上的投影面積乘以壓強(qiáng)。§10-4桿件受沖擊時(shí)的應(yīng)力和變形目錄

當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體碰撞到一靜止的構(gòu)件時(shí)，前者的運(yùn)動(dòng)將受阻而在短時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)，這時(shí)構(gòu)件就受到了沖擊作用。在沖擊過程中，運(yùn)動(dòng)中的物體稱為

沖擊物阻止沖擊物運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件，稱為

被沖擊物沖擊時(shí)，沖擊物在極短的時(shí)間間隔內(nèi)速度發(fā)生很大的變化，其加速度a很難測出，無法計(jì)算慣性力，故無法使用動(dòng)靜法。在實(shí)用計(jì)算中，一般采用能量法。在計(jì)算時(shí)作如下假設(shè):目錄1.沖擊物視為剛體，不考慮其變形;2.被沖擊物的質(zhì)量可忽略不計(jì);3.沖擊后沖擊物與被沖擊物附著在一起運(yùn)動(dòng);4.不考慮沖擊時(shí)熱能的損失，即認(rèn)為只有系統(tǒng)動(dòng)能與勢能的轉(zhuǎn)化。目錄根據(jù)機(jī)械能守恒定律，沖擊物的動(dòng)能T和勢能V的變化應(yīng)等于彈簧的變形能,即設(shè)沖擊物體與彈簧開始接觸的瞬時(shí)動(dòng)能為在線彈性范圍內(nèi)，載荷、變形和應(yīng)力成正比，即：當(dāng)載荷突然全部加到被沖擊物上，由此可知,突加載荷的動(dòng)荷系數(shù)是2，這時(shí)所引起的應(yīng)力和變形都是靜荷應(yīng)力和變形的2倍。此時(shí)T=0

1.若已知沖擊物自高度h處無初速下落,沖擊物與被沖擊物接觸時(shí)的速度為v2.若已知沖擊物自高度h處以初速度下落,則3.當(dāng)構(gòu)件受水平方向沖擊

例10-2：重物Q自由落下沖擊在AB梁的B點(diǎn)處，求B點(diǎn)的撓度。目錄解：

局部加強(qiáng)與局部削弱局部加強(qiáng)局部削弱局部加強(qiáng)會(huì)降低抗沖擊能力局部削弱會(huì)提高抗沖擊能力如何提高桿件的抗沖擊能力？增

大

靜

變

形需避免增大靜應(yīng)力彈性模量較低的材料需注意是否滿足強(qiáng)度要求小結(jié)了解動(dòng)載荷的概念掌握構(gòu)件作